KR101388885B1 - 곡면 주행용 레일 대차 - Google Patents

Abstract

본 발명은 곡면 주행용 레일 대차에 관한 것으로, 상세하게 본 발명은, 선박 건조시 선체에 설치되는 선수와 선미의 곡면 용접부를 자동용접에 의해 안전하고 용이하게 수행하기 위해, 곡면에 부착되어 용접 캐리지가 구동되는 레일을 이송주행하고, 상기 곡면에 대응하여 일정한 용접간격을 유지하기 위해 곡면의 경사각도에 연동하여 경사각도가 조절되고, 아이들링 바퀴부에 일체형의 서스펜션 구조가 적용되어 주행시 발생하는 충격을 완화시키는 곡면 주행용 레일 대차에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 곡면을 주행 용접하기 위한 용접 레일에 있어서, 레일복합체의 전면에 부착되어 용접 캐리지가 탑재된 상기 레일복합체를 용접부로 주행시키기 위한 이송대차; 상기 이송대차에 연결되어 곡면에 대응하여 일정한 용접간격을 유지하기 위해, 곡면의 경사각도에 연동하여 경사각도가 조절되는 레일복합체;를 포함하여 구성된다.

Description

곡면 주행용 레일 대차{Rail carriage for driving on the curved surface}

본 발명은 곡면 주행용 레일 대차에 관한 것으로,

상세하게 본 발명은, 선박 건조시 선체에 설치되는 선수와 선미의 곡면 용접부를 자동용접에 의해 안전하고 용이하게 수행하기 위해, 곡면에 부착되어 용접 캐리지가 구동되는 레일을 이송주행하고, 상기 곡면에 대응하여 일정한 용접간격을 유지하기 위해 곡면의 경사각도에 연동하여 경사각도가 조절되고, 아이들링 바퀴부에 일체형의 서스펜션 구조가 적용되어 주행시 발생하는 충격을 완화시키는 곡면 주행용 레일 대차에 관한 것이다.

선박은 전체의 형상을 형성하기 위해 다수개의 단위 블록들이 연결되며, 이러한 단위 블록들은 다양한 단면을 가지고 있는데 선박의 운행 저항을 줄이기 위하여 유선형의 곡면부가 형성되고, 이러한 형상 때문에 단위 블록과 단위 블록의 연결 단면은 정형화되어 있지 않아 용접부가 곡면으로 형성되어 있어 자동으로 용접하는데 많은 어려움이 있어 왔다.

이와 같이 곡면에 자동용접 적용이 제한되는 이유는 곡면형상에 맞도록 유연한 주행레일을 제작하는 것이 어렵고, 그 곡면 형상의 곡률이 선체의 경우는 수시로 바뀌며, 또한 대부분 경사각을 갖고 있어서 정형화된 유연한 레일이 아니라 수시로 변화되는 곡면 형상을 추종하도록 제작되어야 하기 때문이며, 그 유연한 레일상을 안정적으로 주행하는 캐리지의 주행시스템에 대한 구성 역시 어렵기 때문이다.

상기와 같은 곡면부의 자동용접을 위한 장치로는, 특허출원 10-2006-93495(일렉트로 가스용접기법을 이용한 입향자세 곡면부 블록맞대기 이음부 자동용접장치)가 개시되어 있다.

도 1을 참조하면, 상기 기술은 경사각이 연속적으로 변화하는 철판의 맞대기 이음부를 일렉트로 가스 용접에 의해 1 패스 1 런으로 자동용접할 수 있게 하는 기술로서, 주행 레일을 따라 이동되는 자동용접 캐리지와, 상기 캐리지에 연결하여 용접토치를 상하좌우 이동시키고 작업각을 조절하는 토치 조절슬라이드부 및, 상기 토치 조절슬라이드부에 연결설치되어 동담금을 가압하는 동담금 가압슬라이드를 구비하는 일렉트로 가스용접장치에 있어서; 상기 토치 조절슬라이드부에 토치를 전후방향으로 이동시키는 전후방향 슬라이드 및 토치를 진행방향으로 회전시켜 진행각을 조절하는 진행각 방향 슬라이드가 설치되고, 상기 주행레일에 경사접촉면을 구비하는 가이드 블록이 설치되며, 상기 주행레일의 가이드블록에 접촉되는 클램핑유닛이 캐리지의 하단에 연결설치됨과 동시에, 상기 캐리지는 랙피니언에 의해 주행레일을 따라 이동되도록 구성되어 있다.

하지만, 상기 기술은 수 밀리미터의 금속제 박판을 유연성 주행레일의 재질로 적용하여 수백 미터에서 수 미터까지 이르는 다양한 적용대상 철판의 곡률을 대응하게 하지만, 도 2a와 같이 이중으로 곡면이 형성되거나, 도 2b와 같이 곡면 수직 용접부 곡률 반경이 R1,200㎜이하의 작은 곡면에는 곡률을 대응하기 어려운 문제점이 있다.

또 다른 선행기술로는, 특허출원 10-2007-141573(곡판 용접용 탄성레일)이 개시되어 있다. 상기 기술은 EGW 캐리지의 가이드 레일에 관한 것으로 선박의 선수와 선미 등의 곡면 수직 용접부에도 EGW 캐리지를 이용한 자동용접이 가능하도록 하는 곡판 용접용 탄성레일에 관한 기술로서, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 길게 뻗은 판형상의 구조물로서, 탄성을 갖고 있어 곡판 수직 용접부의 곡면 형상과 일치되도록 휘어질 수 있는 레일 몸체; 상기 레일 몸체의 양 측면에 부착되어 상기 레일 몸체와 일체를 이루는 구조물로서, 탄성을 갖고 있어 상기 레일 몸체와 동일한 형상으로 휘어질 수 있으며, 상기 레일 몸체가 곡판 수직 용접부에 휘어져 부착된 상태가 계속적으로 유지되도록 지지함과 동시에 레일 상면을 따라 이동하는 EGW 캐리지의 가이드롤러를 지지하는 가이드롤러 지지부; 상기 레일 몸체의 하면에 결합되며, Switch-able Permanent Magnet을 장착함으로써 이러한 Switch-able Permanent Magnet의 자력을 이용하여 상기 레일 몸체를 곡판 수직 용접부에 따라 쉽게 탈·부착시킬 수 있는 다수 개의 Magnet Bracket; 및 상기 가이드롤러 지지부의 양 측면에 길이 방향으로 길게 부착된 상태에서 EGW 캐리지의 정속 주행을 유도하고 이탈을 방지하는 Rack 기어로 구성된다.

하지만, 상기 기술도 레일몸체에 구성되는 스프링 강 재질의 박판 스트립(strip)이 스프링 강의 가요성과 탄성을 이용하여 곡면의 곡률에 대응하는 구조이므로, 여전히 이중으로 곡면이 형성되거나, 곡면 수직 용접부 곡률 반경이 R1,200㎜이하의 작은 곡면은 스프링 강의 가요성과 탄성만으로 대응하기 어려운 문제점이 남아있다.

이를 해결하기 위해, 상기 레일몸체를 지지하는 자석의 자력을 높여서 곡률 반경을 조절하는 방안을 고려할 수 있으나, 이 경우에 자석의 크기가 증가하면 용접 캐리지의 이동성이 저하됨에 따라 작업성도 하락하게 되고, 또한, 곡면이 이중으로 형성되면 도 2a의 a, b처럼 곡면과 곡면용 레일 사이에 간격 차이가 발생하고, 이로 인해, 상기 곡면용 레일을 따라 이동하는 용접 캐리지의 용접토치와 곡면 사이에도 간격 차이가 발생하여 용접부의 산포가 발생하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것이다.

이에 본 발명은, 선박 건조시 선체에 설치되는 선수와 선미의 곡면 용접부를 자동용접에 의해 안전하고 용이하게 수행하기 위해, 곡면에 부착되어 용접 캐리지가 구동되는 레일을 이송주행 되게 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 상기 곡면에 대응하여 일정한 용접간격을 유지하기 위해 곡면의 경사각도에 연동하여 경사각도가 조절되는 것을 목적으로 한다.

또한, 아이들링 바퀴부에 일체형의 서스펜션 구조가 적용되어 주행시 발생하는 충격을 완화시켜 주행성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은 아래의 구성을 갖는다.

본 발명은, 곡면을 주행 용접하기 위한 용접 레일에 있어서, 레일복합체의 전면에 부착되어 용접 캐리지가 탑재된 상기 레일복합체를 용접부로 주행시키기 위한 이송대차; 상기 이송대차에 연결되어 곡면에 대응하여 일정한 용접간격을 유지하기 위해, 곡면의 경사각도에 연동하여 경사각도가 조절되는 레일복합체;를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 이송대차와 레일복합체의 하부에 체결되어, 상기 이송대차의 동력에 의해 회전하면서 레일복합체를 이송되게 하는 아이들링 바퀴부;를 포함하고, 상기 아이들링 바퀴부는 곡면에 부착된 상태에서 주행가능하게 자석이 적용된 바퀴; 상기 바퀴를 통해 전달되는 충격을 완화시키는 서스펜션이 적용된 바퀴축;을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 이송대차와 레일복합체는 하부에 이송을 위한 아이들링 바퀴부를 체결하기 위한 구조가 형성되어 있어, 곡면의 곡률에 따라 상기 이송대차와 레일복합체의 각각에 1:1 또는 다수:1의 비율로 선택하여 체결할 수 있다.

특히, 상기 레일복합체는 곡면의 곡률 또는 길이에 따라 다수개의 단위레일이 가감되어 결합되는 구조로 형성된다.

또한, 상기 단위레일은 단위레일의 양 측면에 형성된 원통형의 체결홈에 체결핀이 회동결합되는 것에 의해 단위레일들이 상호 체결되고, 상기 단위레일이 접하는 면은 곡면에 따라 회동하기 위해, 좌우 양면에 각각 오목 또는 볼록 형상의 경사면이 대응하여 형성된다.

특히, 상기 단위레일의 일측에는 용접 캐리지의 구동을 위한 랙 기어가 형성된다.

이상에서와 같이 본 발명은, 선박 건조시 선체에 설치되는 선수와 선미의 곡면 용접부를 자동용접에 의해 안전하고 용이하게 수행하기 위해, 곡면에 부착되어 용접 캐리지가 구동되는 레일을 이송주행 되게 하여, 작업자의 수동용접으로 인한 안전사고와 산업재해를 방지하는 효과가 있다.

또한, 상기 곡면에 대응하여 일정한 용접간격을 유지하기 위해 곡면의 경사각도에 연동하여 경사각도가 조절되게 하여, 곡률 반경이 작은 곡면에서의 용접 작업도 신속하고 용이하게 수행되게 하고, 이중 곡면이 형성된 용접부에서 발생되는 산포 현상을 방지하는 효과가 있다.

또한, 아이들링 바퀴부에 일체형의 서스펜션 구조가 적용되어 주행시 발생하는 충격을 완화시키므로, 주행성과 내구성을 향상시켜 유지보수를 용이하게 하고, 용접부의 품질저하를 방지하는 효과가 있다.

또한, 용접되는 곡면의 곡률 또는 길이에 따라 다수개의 단위레일이 가감되어 결합되는 구조이기 때문에, 다양한 곡면에 적용해도 정밀한 용접이 가능하여 우수한 용접품질을 얻는 효과가 있다.

도 1은 종래기술인 일렉트로 가스 용접기법을 이용한 입향자세 곡면부 블록맞대기 이음부 자동용접장치의 개념도.
도 2a는 종래기술에 따른 이중 곡면에서의 문제점을 나타낸 도면.
도 2b는 종래기술에 따른 곡률반경의 한계를 나타낸 도면.
도 3은 종래기술인 곡판 용접용 탄성레일의 사시도.
도 4는 본 발명에 의한 곡면 주행용 레일 대차의 설치 상태 사시도.
도 5는 본 발명에 의한 곡면 주행용 레일 대차의 단위레일 확대 사시도.
도 6a는 본 발명에 의한 곡면 주행용 레일 대차의 하측 확대도.
도 6b는 본 발명에 의한 곡면 주행용 레일 대차의 상측 확대도.
도 7은 본 발명에 의한 곡면 주행용 레일 대차의 아이들링 바퀴부 확대 사시도.

상기와 같은 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 의한 곡면 주행용 레일 대차의 설치 상태 사시도이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 의한 곡면 주행용 레일 대차는 이송대차(100)와 레일복합체(200), 아이들링 바퀴부(300)로 구성되며, 선박 건조시 선체에 설치되는 선수와 선미의 곡면 용접부를 안정되게 이동하면서 자동용접에 의해 안전하고 용이하게 수행하게 한다.

여기서, 상기 이송대차(100)는 레일복합체(200)의 전면에 부착되어 자동용접을 수행하는 용접 캐리지가 탑재된 상기 레일복합체(200)를 용접부로 주행시키고, 상기 레일복합체(200)는 이송대차(100)에 연결되어 곡면에 대응하여 일정한 용접간격을 유지하기 위해 곡면의 경사각도에 연동하여 경사각도가 조절되게 된다.

또한, 상기 아이들링 바퀴부(300)는 이송대차(100)와 레일복합체(200)의 하부에 체결되며, 상기 이송대차(100)의 동력에 의해 회전하면서 레일복합체(200)를 이송되게 한다. 상기 아이들링 바퀴부(300)는 일체형의 서스펜션 구조가 적용되어 주행시 발생하는 충격을 완화시킨다.

여기서, 상기 이송대차(100)는 레일복합체(200)를 용접부로 주행시키기 위해 동력원과 컨트롤러 등이 포함된다. 상기 동력원은 동력을 발생하여 하부에 체결된 아이들링 바퀴부(300)를 회전시키고, 상기 컨트롤러는 이송대차(100)를 자동으로 이송시키거나 사용자의 수동 조작에 의해 이송시키기 위해 사용되므로, 외부의 컴퓨터와 조종장치 등과 연결되게 구성된다.

도 5는 본 발명에 의한 곡면 주행용 레일 대차의 단위레일 확대 사시도이고, 도 6a는 본 발명에 의한 곡면 주행용 레일 대차의 하측 확대도이고, 도 6b는 본 발명에 의한 곡면 주행용 레일 대차의 상측 확대도이다.

도면을 참조하면, 상기 레일복합체(200)는 곡면에 대응하여 일정한 용접간격을 유지하기 위해, 다수개의 단위레일(210)의 기계적인 결합에 의해 구성되어 곡면의 경사각도에 연동하여 경사각도가 조절되는 구조이므로, 사용자는 용접되는 곡면의 곡률 또는 용접되는 곡면의 길이에 따라 단위레일(210)을 가감하여 용접되는 곡면에 따라 정밀하게 대응조절되게 할 수 있다.

또한, 상기 단위레일(210)은 종래의 주행레일, 레일 몸체가 가요성과 탄성을 가진 스프링강과 같은 재질을 적용하여 곡면의 곡률을 대응한 것과 달리, 기계적성질과 내식성이 우수한 금속 재료를 적용하여 다수개의 단위레일(210)의 결합에 의해, 시계줄의 링크와 같이 기계적으로 곡면의 곡률에 대응하는 구조이다. 따라서, 곡률 반경이 작은 곡면에서의 용접 작업도 가능해지고, 이중 곡면이 형성된 용접부에서 발생되는 산포 현상을 방지한다.

특히, 도 5와 같이, 상기 단위레일(210)은 단위레일(210)의 양 측면에 형성된 원통형의 체결홈(211)에 체결핀(212)이 결합되는 것에 의해 단위레일(210)들이 상호 체결되고, 이로 인해 각각의 단위레일(210)의 회동이 가능해지며, 상기 단위레일(210)의 가감은 체결핀(212)의 삽입 또는 인출에 의해 수행된다.

도 6a와 6b를 참조하면, 상기 단위레일(210)이 접하는 면은 곡면에 따라 회동하기 위해 좌우 양면에 각각 오목 또는 볼록 형상의 경사면(213)이 대응하여 형성된다.

특히, 상기 단위레일(210)의 일측에는 용접 캐리지의 구동을 위한 랙 기어(214)가 형성되며, 상기 랙 기어(214)의 크기는 연결되는 용접 캐리지의 피니언 기어 크기에 따라 적용된다.

또한, 상기 연결되는 용접 캐리지는 일반적인 제품이 적용되며, 사용자가 수동으로 조작가능하게 상기 이송대차(100), 외부의 컴퓨터, 조종장치 등과 연동되게 구성된다.

도 7은 본 발명에 의한 곡면 주행용 레일 대차의 아이들링 바퀴부 확대 사시도이다.

도면을 참조하면, 상기 아이들링 바퀴부(300)는 바퀴(310)와 바퀴축(320)으로 구성되며, 상기 바퀴(310)는 곡면에 부착된 상태에서 주행가능하게 자석이 부착되고, 상기 바퀴축(320)은 바퀴(310)를 통해 전달되는 충격을 완화시키는 서스펜션(suspension)이 적용되어 주행시 발생하는 충격을 완화시키므로, 내구성을 향상시켜 유지보수를 용이하게 하고 용접부의 품질저하를 방지한다.

여기서, 상기 이송대차(100)와 레일복합체(200)는 하부에 이송을 위한 아이들링 바퀴부(300)를 체결하기 위한 구조가 형성되며, 용접되는 곡면의 곡률에 따라 상기 이송대차(100)와 레일복합체(200) 각각의 하부에 아이들링 바퀴부(300)를 1:1 또는 다수:1의 비율로 선택하여 체결할 수 있다.

따라서, 상기 아이들링 바퀴부(300)는 볼트, 너트와 같은 체결부재를 이용하여 이송대차(100)와 레일복합체(200)에 탈부착이 가능하게 한다.

여기서, 상기 바퀴(310)에 적용되는 자석은 영구자석 또는 자성조절자석(switch-able magnet) 등을 선택해서 적용할 수 있다. 영구자석을 적용하려면 이송대차(100)의 이송에 제한이 되지 않을 정도의 자성을 갖춘 제품을 선정한다.

또한, 자성조절자석은 전자석의 원리에 의해 자성이 조절되므로 자성조절자석을 적용하면, 상기 이송대차(100)의 컨트롤러에 연동시켜 이송대차(100)의 이송을 용이하게 할 수 있다.

또한, 상기 바퀴축(320)에 적용되는 서스펜션은 구조가 간단한 제품을 적용하여 유지보수를 용이하게 한다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명에 의한 곡면 주행용 레일 대차는, 선박 건조시 선체에 설치되는 선수와 선미의 곡면 용접부를 자동용접에 의해 안전하고 용이하게 수행하여, 작업자의 수동용접으로 인한 안전사고와 산업재해를 방지하고, 곡률 반경이 작은 곡면에서의 용접 작업도 신속하고 용이하게 수행되게 하고, 이중 곡면이 형성된 용접부에서 발생되는 산포 현상을 방지한다.

또한, 주행성과 내구성을 향상시켜 유지보수를 용이하게 하고, 용접부의 품질저하를 방지하고, 다양한 곡면에 적용해도 정밀한 용접이 가능하여 우수한 용접품질을 얻는다.

100 : 이송대차 200 : 레일복합체
210 : 단위레일 211 : 체결홈
212 : 체결핀 213 : 경사면
214 : 랙 기어 300 : 아이들링 바퀴부
310 : 바퀴 320 : 바퀴축

Claims (6)

1. 곡면을 주행 용접하기 위한 용접 레일에 있어서,
   레일복합체(200)의 전면에 부착되어 용접 캐리지가 탑재된 상기 레일복합체(200)를 용접부로 주행시키기 위한 이송대차(100)와;
   상기 이송대차(100)에 연결되어 곡면에 대응하여 일정한 용접간격을 유지하기 위해, 곡면의 경사각도에 연동하여 경사각도가 조절되는 레일복합체(200);를 포함하고,
   상기 레일복합체(200)는 곡면의 곡률 또는 길이에 따라 다수개의 단위레일(210)이 가감되어 결합되는 구조로 형성되고, 상기 단위레일(210)은 단위레일(210)의 양 측면에 형성된 원통형의 체결홈(211)에 체결핀(212)이 회동결합되는 것에 의해 단위레일(210)들이 상호 체결되고, 상기 단위레일(210)이 접하는 면은 곡면에 따라 회동하기 위해, 좌우 양면에 각각 오목 또는 볼록 형상의 경사면(213)이 대응하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 곡면 주행용 레일 대차.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 이송대차(100)와 레일복합체(200)의 하부에 체결되어, 상기 이송대차(100)의 동력에 의해 회전하면서 레일복합체(200)를 이송되게 하는 아이들링 바퀴부(300);를 포함하고,
   상기 아이들링 바퀴부(300)는
   곡면에 부착된 상태에서 주행가능하게 자석이 적용된 바퀴(310)와;
   상기 바퀴(310)를 통해 전달되는 충격을 완화시키는 서스펜션이 적용된 바퀴축(320);을 포함하는 것을 특징으로 하는 곡면 주행용 레일 대차.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 이송대차(100)와 레일복합체(200)는 하부에 이송을 위한 아이들링 바퀴부(300)를 체결하기 위한 구조가 형성되어 있어, 곡면의 곡률에 따라 상기 이송대차(100)와 레일복합체(200)의 각각에 1:1 또는 다수:1의 비율로 선택하여 체결할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 곡면 주행용 레일 대차.
   
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 단위레일(210)의 일측에는 용접 캐리지의 구동을 위한 랙 기어(214)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 곡면 주행용 레일 대차.
   

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